DE1950452A1 - Schwerkraftkompensierter Linearbeschleunigungsgeber - Google Patents
Schwerkraftkompensierter LinearbeschleunigungsgeberInfo
- Publication number
- DE1950452A1 DE1950452A1 DE19691950452 DE1950452A DE1950452A1 DE 1950452 A1 DE1950452 A1 DE 1950452A1 DE 19691950452 DE19691950452 DE 19691950452 DE 1950452 A DE1950452 A DE 1950452A DE 1950452 A1 DE1950452 A1 DE 1950452A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- output
- test mass
- force
- path
- amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 26
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
- G01P15/0907—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up of the compression mode type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, 11. 0"KT.
Berlin und München Werner-von-Siemens-Str. 50
Unser Zeichen VPA 68/1603 Ha/Hü
Schwerkraftkompensierter Linearbeschleunigungsgeber
Zur Erfassung der Linearbeschleunigung eines bewegten Objektes
ist es bekannt, die auf eine Prüfmasse wirkende Reaktionskraft
mittels eines Kraftgebers zu erfassen. Bewegt sich das Objekt dabei jedoch auf einer geneigten Bahn, dann ist im Ausgangssignal
des Kraftgebers immer auch noch ein von der auf die Prüfmasse wirkenden Schwerkraft herrührender Einfluß enthalten.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Einfluß selbsttätig
zu eliminieren. Sie betrifft eine Einrichtung zur Erfassung der Linearbeschleunigung von auf beliebig geneigten Bahnen bewegten
Objekten mit mindestens einer mitbewegten, auf einen Kraftgeber wirkenden Prüfmasse. Die Erfindung ist gekennzeichnet
durch ein Mischglied, welchem eine de'r auf die Prüf masse entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung wirkenden Kraft proportionale Größe
zugeführt ist sowie eine der auf die Prüfmasse in Bahnrichtung
wirkenden Schwerkraftkomponenten proportionale Größe, welche mittels eines quadrierenden Funktionsgenerators gewonnen ist,
dem eine senkrecht zur Bahnrichtung auf die Prüfmasse wirkenden Schwerkraftkomponenten proportionale Spannung zugeführt ist und
dessen Ausgangsgröße, subtrahiert von einer dem Gewichtsquadrat der Prüfmasse proportionalen Größe, einem radizierenden Funktionsgenerator
zugeführt ist. Grundgedanke der Erfindung ist es ■ also, aus zwei Lagerkraftkomponenten einer aufgehängten oder abgestützten
Prüfmasse eine der bei Beschleunigung auftretenden
Trägheitskraft und damit der Beschleunigung proportionale Größe zu ermitteln. ·
Zur Erzielung einer besonders großen Empfindlichkeit des Linearbeschleunigungsgebers
erweist es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als vorteilhaft, als Kraftgeber einen piezoelektrischen
Kristall mit nachgeschaltetem-Ladungsverstärker zu verwen-
109817/0814 "2"
VPA 68/1603 —2—
den. Ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau ergibt sich
unter Verwendung von an sich bekannten Beschleunigungsaufnehmern, bei denen Prüfmasse und Kraftgeber bereits baulich vereinigt sind,
wenn ein erster derartiger Beschleunigungsaufnehmer, dessen Ausgangsgröße
dem Mischglied zugeführt ist, mit seiner empfindlichen Achse parallel zur Bahnrichtung angeordnet ist und wenn ein
zweiter, gleicher Beschleunigungsaufnehmer mit seiner empfindlichen Achse senkrecht zur Bahnrichtung angeordnet ist und dessen
Ausgangsgröße dem quadrierenden Punktionsgenerator zugeführt ist.
Eine weitere Realisierung des erfindungsgemäßen Beschleunigungs-
nur
gebers, bei welchem/eine einzige Prüfmasse zur Ermittlung der Lagerkraftkomponenten erforderlich ist, ergibt sich in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, wenn eine seismische Masse in bahnsenkrechter Richtung auf einen Kraftgeber abgestützt und , formschlüssig zwischen zwei weiteren Kraftgebern in bahnparalleler Richtung angeordnet ist, wobei die Ausgangsgröße des einen der beiden letzteren Kraftgeber direkt, die Ausgangsgröße des anderen invertiert dem Mischglied zugeführt ist.
gebers, bei welchem/eine einzige Prüfmasse zur Ermittlung der Lagerkraftkomponenten erforderlich ist, ergibt sich in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, wenn eine seismische Masse in bahnsenkrechter Richtung auf einen Kraftgeber abgestützt und , formschlüssig zwischen zwei weiteren Kraftgebern in bahnparalleler Richtung angeordnet ist, wobei die Ausgangsgröße des einen der beiden letzteren Kraftgeber direkt, die Ausgangsgröße des anderen invertiert dem Mischglied zugeführt ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Linearbeschleunigungsgebers mit nur einem
einzigen Kraftgeber möglich, wenn die Prüfmasse an einem Stabpendel befestigt ist und zwischen der Pendeldrehachse und der
Prüfmasse ein Kraftgeber angeordnet wird, wobei mit der Drehachse ein Sinusgeber oder Sinus-Cosinusgeber gekuppelt ist und
die Ausgangsgrößen beider Geber über mindestens einen Multiplikator das Mischglied und den quadrierenden Punktionsgenerator
beaufschlagen.
Die Erfassung der Linearbeschleunigung sowohl bei aufwärts als auch bei abwärts geneigter Bewegungsrichtung kann in besonders
einfacher Weise dadurch erfolgen, wenn die Ausgangsgröße des radizierenden Punktionsgenerators dem Mischglied direkt oder
über einen Umkehrverstärker zuführbar ist.
Pur Anwendungszwecke, bei denen der Ausgangswert des Linear-
10 9 8 17/0814
VPA 68/1603
beschleunigungsgebers, bezogen auf den Wert der Erdbeschleunigung,
benötigt wird, erweist es sich gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung als vorteilhaft, die Ausgangsgröße des Mischgliedes auf
den Dividendeneingang einer Dividiereinrichtung zu führen, an deren Divisoreingang eine dem Prüfmassengewicht proportionale
Spannung angeschlossen ist.
Für den erfindungsgemäßen Beschleunigungsgeber ergeben sich mannigfache Anwendungsmöglichkeiten in der Kraftfahrzeugtechnik
und in der Luftfahrt. Gemäß" einem weiteren Merkmal der Erfindung kann diese zur Schleuderanzeige bei laufachsenlosen Triebfahrzeugen
verwendet werden. Bei diesem, z.B. in der deutschen Patentschrift 1 178 889, beschriebenen Verfahren wird die Beschleunigung
eines angetriebenen Rades mit der von einem nach dem Trägheitsprinzip arbeitenden Linearbeschleunigungsmesser erfaßten
Fahrzeugbeschleunigung verglichen. Mit der Erfindung wird hierbei eine sichere Schleuder- bzw. Gleitanzeige unabhängig vom Neigungswinkel
der Schienenbahn möglich.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der Figuren näher veranschaulicht
werden, wobei die Fig. 1 und 3 zur Verdeutlichung des Wirkungsprinzipes dienen und die Fig. 2, 4 und 5 gerätetechnische
Realisierungen hierzu zeigen.
Gemäß Fig. 1 möge sich auf einer schiefen Bahnebene mit dem Neigungswinkel
oO ein Fahrzeug 1 befinden, welches in Pfeilrichtung ν
mit der Beschleunigung b beschleunigt werde. Eine Prüfmasse 2 vom Gewicht G und der Masse m stützt sich über zwei Kraftgeber
3 und 4 an einer parallel und einer senkrecht zur Bahnebene verlaufenden Fläche des Fahrzeuges ab. Die entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung
ν auf den Kraftgeber 3 wirkende Kraft, der einer an dessen Ausgangsklemme 5 erscheinenden proportionalen Spannung
K1 entspricht, setzt sich zusammen aus der auf die Prüfmasse
wirkenden Trägheitskraft m . b sowie der auf die Prüfmasse in Bahnrichtung wirkenden Schwerkraftkomponenten S des Prüfmassengewichtes
G. Von dem Kraftgeber 4 wird die senkrecht zur Bahnrichtung wirkende Schwerkraftkomponente Kp erfaßt, welcher eine
-4-109817/08U
VP.A 68/1603
-4-
entsprechend bezeichnete Spannung an seiner Ausgangsklemme 6 entspricht.
Mit dieser unmittelbar erfaßbaren bahnsenkrechten Schwerkraftkomponente K9 kann die bahnparallele Schwerkraftkomponente S
2 2 2 entsprechend der Beziehung S = G - Kp ermittelt werden und
damit die der Bahnbeschleunigung proportionale Größe m . b.
Fig. 2 zeigt hierzu zwei Varianten einer gerätetechnischen Realisierung.
Zwei gleichartige Beschleunigungsaufnehmer sind so in dem Fahrzeug 1 befestigt, daß ihre mit 7 und 8 angedeuteten empfin
liehen Achsen senkrecht bzw. parallel zur Bewegungsbahn angeordnet
sind. Beide Beschleunigungsaufnehmer gleichen sich in ihrem konstruktiven Aufbau und weisen eine Prüfmasse vom Gewicht G auf.
Es kann sich dabei um handelsüblich erhältliche Beschleunigungsaufnehmer handeln, bei welchem eine seismische Masse in der
empfindlichen Achse auf einen piezoelektrischen Kristall wirkt oder bei welchem die Auslenkungskraft auf eine pendelnd aufgehängten
Prüfmasse in Richtung der empfindlichen Achse ausgewogen wird. An den Ausgangsklemmen 5 und 6 treten daher mit K..
und Kp bezeichnete Spannungen auf, welche den auf die Prüfmassen
in bahnsenkrechter und bahnparalleler' Richtung wirkenden Kräften entsprechen. Die Spannung Kp ist einem quadrierenden Funktionsgenerator
9 zugeführt, zwischen dessen Ausgangsgröße a und dessen
Eingangsgröße e die Beziehung a = e besteht. Ein derartiger.
Funktionsgenerator kann aus einem Multiplikator bestehen, dessen beide Eingänge mit einer Eingangsgröße beaufschlagt werden oder er
kann in an sich bekannter Weise mittels einer Reihe von vorgespannten Schwellwertdioden realisiert werden, welche im Eingangskreis
oder im Rückkopplungskreis eines Verstärkers angeordnet werden. Da in der Regel die Polarität des an der Klemme 6 auftretenden
Signals stets dieselbe, im dargestellten Beispiel positiv, ist, braucht der Funktionsgenerator 9 - wie in seinem
Blocksymbol angedeutet - nur in einem Quadranten zu arbeiten und kann dementsprechend einfach aufgebaut sein.
Das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 9 wird in einem
Mischglied 10, welches beispielsweise mittels eines Addierverstärkers realisiert sein kann, von einer an der Klemme 14 als
-5-1098 17/0814
VPA 68/1603
— 5—
ρ Spannung oder Strom zugeführten Größe G- subtrahiert, welche dem
Quadrat des Prüfma3sengewichtes G- entspricht. Diese Differenz gelangt
an den Eingang eines radizierenden Funktionsgenerators 15, zwischen dessen Ausgangsgröße a und dessen Eingangsgröße e die
Beziehung a = ^e besteht und welcher ebenfalls nur in einem
Quadranten zu arbeiten braucht und gleichfalls mittels vorgespannter Schwellwertdioden realisierbar ist. Sein Ausgangssignal
S ist der auf die Prüfmasse in Richtung ihrer empfindlichen Achse 7 wirkenden Schwerkraftkomponenten proportional und wird
in der gezeichneten Stellung eines Schalters 11 in einem weiteren Mischglied 12, welches ebenfalls als ein Addierverstärker ausgebildet
sein kann, von dem an der Klemme 5 auftretenden Signal K.
subtrahiert, so daß, wie im Zusammenhang mit Pig. 1 erläutert, an der Ausgangsklemme 13 die bahnbeschleunigungsproportionale
Spannung m . b auftritt. Bei positiver Polarität des an der Klemme 13 auftretenden Signals liegt eine Beschleunigung des
Fahrzeugs 1 vor, während bei einer Verzögerung, d.h. bei einer
negativen Beschleunigung, des Fahrzeugs 1 die Polarität dieses Signals ebenfalls negativ wird.
Bemerkenswert ist, daß für die an der Klemme H anzulegenden Spannung bzw. für den einzuspeisenden Strom das Prüfmassengewicht
G nicht bekannt sein muß. Es genügt vielmehr, bei ruhendem oder gleichförmig bewegtem Fahrzeug (b = 0) die an der
Klemme 14 zugeführte Spannung solange zu verändern, d.h. abzugleichen, bis die Ausgangsspannung an der Klemme 13 verschwindet.
Soll das Ergebnis der Beschleunigungsmessung relativ zur Größe der Erdbeschleunigung g ausgegeben werden, dann kann an die
Klemme 14 ein weiterer radizierender Funktionsgenerator 15' angeschlossen
werden, welcher den Divisoreingang einer Dividiereinrichtung 16 beaufschlagt, an deren Dividendeneingang die
Ausgangsspannung des Mischgliedes 12 liegt. An der Ausgangsklenuae
17 erscheint dann eine dem Verhältnis b/g proportionale Größe.
Wird das Fahrzeug auf geneigter Bahn in Abwärtsrichtung bewegt,
1 0 9 8 1 7 / 0 8 U _6.
VPA 68/1603 -6-
dann wird der Schalter 11 in seine andere Stellung gebracht, so
daß das Ausgangssignal S über einen Umkehrverstärker 18 dem
Mischglied'12 zugeführt wird. Bei beiden Stellungen des Schalters
11 erscheint somit eine bahnbeschleunigungsproportionale Größe an der Ausgangsklemme 13. Wiederum ist bei einer Beschleunigung
die an der Klemme 13 erscheinende Spannung positiv und bei einer Verzögerung negativ und ihr Betrag ist der auftretenden Beschleunigung
bzw. Verzögerung proportional.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante, die sich ergibt, wenn die beiden mit 19 und 20 bezeichneten Kontaktbrücken in ihre
senkrecht gestrichelt angedeutete Stellung gebracht werden, kommt man mit einer einzigen Prüfmasse aus. Diese seismische
Masse 2 stützt sich in bahnsenkrechter Richtung auf einen piezoelektrischen Kristall 21 ab und ist formschlüssig zwischen
zwei weiteren piezoelektrischen Kristallen 22 und 23 angeordnet, welche ihrerseits an zwei bahnsenkrechten Montagebenen des Fahrzeuges
befestigt sind. Jedem der piezoelektrischen Kristalle 21 bis 23 sind Ladungsverstärker 24 bis 26 zugeordnet. Unter Berücksichtigung,
daß bei der getroffenen Anordnung der piezoelektrische Kristall 22 nur eine Kraft entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung aufnehmen kann, während der piezoelektrische
Kristall 23 nur eine Kraft in Richtung der Bewegungsrichtung aufzunehmen vermag,kann der letzterem zugeordnete Ladungsver-
s ein stärker 26 als Umkehrverstärker ausgeführt/ dessen Ausgangs-signal
in einer Mischstelle zu dem des Ladungsverstärkers 25 addiert wird. Diese Inversion des Ausgangssignals des Kristalls
23 ließe sich in ihrer Wirkung nach ebenso durch einen nichtinvertierenden Ladungsverstärker und eine Subtraktion seines
Ausgangssignals von dem des Ladungsverstärkers 25 ersetzen. An dar Klemme 5' erscheint daher genauso wie bei der zuvor beschriebenen
Variante eine Spannung, welche stets proportional der entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung wirkenden Kraft ist,
wobei diese Größe ein negatives Vorzeichen aufweist, wenn sich eine resultierende Kraftrichtung auf die seismische Masse 2 in
Bewegungsrichtung ergibt.
In Fig. 3 ist das Wirkungsprinzip einer Einrichtung dargestellt,
109817/08U -7-
VPA 68/1603 -7-
bei welcher nur ein einziger Kraftgeber 27 benötigt wird. Dieser
befindet sich nahe der Drehachse 28 eines Stabpendels 29, an dessen Ende die mit 30 bezeichnete Prüfmasse befestigt ist, welche '
wiederum das Gewicht G und die Masse m aufweisen soll. Dieses Pendel würde unter Wirkung der Schwerkraft allein um den Winkelol/
und bei einer Beschleunigung in Richtung der Pfeilrichtung ν zusätzlich
noch um den Winkel β ausgelenkt. Auf dem Fahrzeug erfaßbar ist jedoch lediglich der Summenwinkel x. Ein Vektordiagramm
der im Schwerpunkt der Prüfmasse 30 angreifenden Kräfte zeigt, daß die der Bahnbeschleunigung proportionale Größe m . b
entsprechend der Beziehung
/~2 2 2—'
m . b = K . sin χ + yG - K cos χ
vorzeichenrichtig ermittelt werden kann, wenn der negative Winkelwert
bei Aufwärtsfahrt und der positive Winkelwert bei Abwärtsfahrt verwendet wird, wobei der Winkel χ bei Auslenkung
entgegengesetzt zur Fahrtrichtung positiv ie4- und bei Auslenkung
in Fahrtrichtung negativ zu zählen ist.
Fig. 4 zeigt die zugehörige gerätetechnische Realisierung. Mit der Drehachse 28 ist der Rotor eines Sinus-Cosinus-Gebers 31 verbunden,
an dessen Ausgangsklemmen 32 und 33 in an sich bekannter Weise zwei Spannungen entstehen, welche dem Sinus und dem Cosinus
des Auslenkwinkels χ proportional sind. Der Ausgang des Kraftgebers ist wiederum mit einem Ladungsverstärker 34 verbunden,
welcher für den Fall, daß der auf Zug beanspruchte Kraftgeber 27 hierbei nur negative Spannungen abgibt als Umkehrverstärker ausgebildet
ist. An der Ausgangsklemme 35 des Ladungsverstärkers 34 tritt demzufolge stets eine positive Spannung auf. Die Klemmen 32
und 35 sind mit den zwei Eingängen eines Multiplikators 36 verbunden, an seinem Ausgang tritt die Spannung K^ = K sin χ auf. Die
Eingänge eines weiteren Multiplikators 37 sind mit den Klemmen 33 und 35 verbunden, so daß an seinem Ausgang die Größe Kp =
K . cos χ auftritt. Die Größen K. und Kp werden nun analog wie
bei den zuvor dargestellten Ausführungsbeispielen von den beiden Funktionsgeneratoren 9 und 15 sowie dem Mischglied 12 verarbeitet,
um an der Ausgangsklemme 13 ein bahnbeschleunigungsproportionales Signal m . b zu erhalten.
109817/08U -8-'
VPA 68/1603
Piß. b zeigt eine Aus führungs Variante zu der Schaltung nach Fig. 4,
bei welcher anstelle eines Sinus-Cosinus-Gebers nur ein einfädler
Sinus-Geber benötigt wird, dessen Ausgangssignal an die Klemme gelegt ist, während an die Klemme, wie bei'der Anordnung nach .
Fig. 5, der Ausgang des Ladungsverstärkers 34 angeschlossen zu
denken ist. Der Multiplikator 36 ist wiederum eingangsseitig mit
den Klemmen 32 und 35 verbunden; sein Ausgangssignal K.. = K sin χ
ist dem als Addierverstärker ausgebildeten Mischglied 12 zugeführt.
2 2
Es wird nun von der Beziehung cos χ = 1 - sin χ Gebrauch, gemacht
und auf diese Weise die Größe Kp in einem*Addierverstärker 37
ermittelt und gleichzeitig, wie bei der Anordnung gemäß Fig. 2 bzw. 4,von einer dem Quadrat des Prüfmassengewich^-es G proportionalen
Größe abgezogen. Der Ausgang des Multiplikators 36 ist
daher einem quadrierenden Funktionsgenerator 38 zugeführt, des.ien
Ausgang an den mit + bezeichneten Eingang eines Differenzverstärkers 37 gelegt ist, welcher zusätzlich noch von der an der
Klemme 14 anliegenden Spannung G beaufschlagt wird. Die Ausgangsgröße
des Ladungsverstärkers 34,· welche an der Klemme 35' anliegt, gelangt über einen weiteren quadrierenden Verstärker
auf den mit - bezeichneten Eingang des Differenzverstärkers 37. Die Ausgangsgröße dieses Verstärkers entspricht somit dem Ausgang
des Mischgliedes 10 der Fig. 4 und wird in gleicher Weise weiterverarbeitet.
Aus Fig. 5 geht weiterhin der Aufbau der mit 10 und. 12 bezeichneten
Mischglieder hervor, falls diese mittels Operationsverstärker realisiert werden sollen. Sie bestehen in als Addief-Subtrahier-Verstärker
beschalteten Operationsverstärkern, wobei jeweils die Summe der Leitwerte der mit ihren mit + und - bezeichneten
Eingängen verbundenen Widerstände gleich gewählt ist.
Der Vorteil der in Fig. 4 und 5 dargestellten Anordnungen kann
darin erblickt werden, daß evtl. vorhandene Nichtlinearitäten,
Drift oder Temperatürgang nur bei einem einzigen Kraftgeber
eliminiert bzw. kompensiert zu werden brauchen.
In Fig. 6 ist der gerätetechnische Aufbau des mit 15 bezeichneten
109817/08U Q
VPA 68/1603
radizierenden Funktionsgenerators mittels, eines Multiplikators dargestellt. Dieser Multiplikator 40 "befindet sich im Gegenkopplungspfad
eines Differenzverstärkers 41, der in seinem unbeschalteten
Zustand eine sehr große Leerlaufverstärkung aufweist.
Die beiden Eingangsklemmen 42 und 43 des Multiplikators 40 sind mit der an der Klemme 44 erscheinenden Ausgangsspannung a des
Verstärkers 41 beaufschlagt. Die Ausgangsspannung des Multiplikators
40 ist über einen Widerstand R mit dem mit - bezeichneten Eingang des Verstärkers 41 verbunden, während eine an der
Eingangsklemme 45 angelegte Spannung e über einen gleichen Widerstand
R mit dem mit + bezeichneten Eingang verbunden ist. Beide Verstärkereingänge sind weiterhin noch über Widerstände R mit
dem Verstärkerbezugspotential, im dargestellten Fall Masse- oder
Srupotential, verbunden. Ein derartiger radizierender Funktionsgenerator
weist eine große Genauigkeit auf.
Mit der in Fig. 6 dargestellten Schaltung kann auch die Dividiereinrichtung
16 realisiert werden, wenn die Verbindung zwischen den Klemmen 42 und 44 unterbrochen, die Klemme 42 als Divisoreingant (~
und die Klemme 45 als Dividendeneingang benutzt wird. Liegt an der Klemme 42 dann beispielsweise eine Spannung d, dann ergibt
sich die Ausgangsspannung an der Klemme 44 zu a = - .
6 Figuren
9 Patentansprüche
- 10 -
109817/0814
Claims (9)
1. Einrichtung zur Erfassung der Linearbeschleunigung von auf beliebig
geneigten Bahnen bewegten Objekten mit mindestens einer mitbewegten, auf einen Kraftgeber wirkenden Prüfmasse, gekennzeichnet
durch ein Mischglied (12), welchem eine der auf die Prüfmasse entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung (v) wirkenden
Kraft proportionale Größe (K1) zugeführt ist sowie eine der auf
die Prüfmasse in Bahnrichtung wirkenden Schwerkraftkomponenten
fe (S) proportionale Größe, welche mittels eines quadrierenden
Punktionsgenerators (9) gewonnen ist, dem eine senkrecht zur Bahnrichtung auf die Prüfmasse wirkenden Schwerkraftkomponenten
proportionale Spannung (Kp) zugeführt ist und dessen Ausgangsgröße, subtrahiert von einer dem Gewichtsquadrat der Prüfmasse
proportionalen Größe (G ), einem radizierenden Punktionsgenerator (15) zugeführt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen piezoelektrischen
Kristall mit nachgeschaltetem Ladungsverstärker als Kraftgeber.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ψ ersten^an sich bekannten Beschleunigungsaufnehmer, dessen empfindliche
Achse (7) parallel zur Bahnrichtung verläuft und dessen Ausgangsgröße dem Mischglied (12) zugeführt ist sowie einen
zweiten, gleichen Beschleunigungsaufnehmer mit einer senkrecht zur Bahnebene angeordneten empfindlichen Achse (8), dessen Ausgangsgröße
dem quadrierenden Punktionsgenerator (9) zugeführt
ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine, seismische Masse (2) in bahnsenkrechter Richtung auf
einen Kraftgeber (21) abgestützt und formschlüssig zwischen weiteren Kraftgebers (22, 23) in bahnparalleler Richtung angeordnet
ist, wobei die Ausgangsgröße des einen der beiden letzteren Kraftgeber direkt, die Ausgangsgröße des anderen invertiert dem
Mischglied (12) zugeführt iat.
1098 17/08 14 -11-
VPA 68/1603
-11-
-11-
5. Einrichtung nach. Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine
an einem Stabpendel (29) befestigte Prüfmasse und einen zwischen der Pendeldrehachse (28) und der Prüfmasse angeordneten Kraftgeber
(27), wobei mit der Drehachse ein Sinusgeber oder ein
Sinus-Cosinusgeber gekuppelt ist und die Ausgangsgrößen beider
Geber über mindestens einen Multiplikator (36) das Mischglied
und den quadrierenden Funktionsgenerator beaufschlagen.
Sinus-Cosinusgeber gekuppelt ist und die Ausgangsgrößen beider
Geber über mindestens einen Multiplikator (36) das Mischglied
und den quadrierenden Funktionsgenerator beaufschlagen.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsgröße des radizierenden Punktionsgenerators (15) dem Mischglied direkt oder über einen Umkehrverstärker zuführbar
ist.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsgröße des Mischgliedes auf den Dividendeneingang einer Dividiereinrichtung (16) geführt ist, an deren
Divisoreingang eine dem Prüfmassengewicht proportionale Spannung (G) angeschlossen ist.
Divisoreingang eine dem Prüfmassengewicht proportionale Spannung (G) angeschlossen ist.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Schleuderanzeige bei laufachsenlosen Schienentriebfahrzeugen.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
radizierende Punktionsgenerator in einem über einen Multiplikator (40) gegengekoppelten Differenzverstärker (4-1) großer Leerlaufverstärkung besteht, wobei beide Eingänge des Multiplikators mit dem Verstärkerausgang verbunden sind.
radizierende Punktionsgenerator in einem über einen Multiplikator (40) gegengekoppelten Differenzverstärker (4-1) großer Leerlaufverstärkung besteht, wobei beide Eingänge des Multiplikators mit dem Verstärkerausgang verbunden sind.
109817/0814
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19691950452 DE1950452B2 (de) | 1969-10-07 | 1969-10-07 | Schwerkraftkompensierte linearbeschleunigungsgeber |
GB47211/70A GB1261479A (en) | 1969-10-07 | 1970-10-05 | Gravity compensated acceleration measuring apparatus |
US00077988A US3712109A (en) | 1969-10-07 | 1970-10-05 | Gravity compensated acceleration measuring apparatus |
JP45087571A JPS514672B1 (de) | 1969-10-07 | 1970-10-07 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19691950452 DE1950452B2 (de) | 1969-10-07 | 1969-10-07 | Schwerkraftkompensierte linearbeschleunigungsgeber |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1950452A1 true DE1950452A1 (de) | 1971-04-22 |
DE1950452B2 DE1950452B2 (de) | 1971-09-09 |
Family
ID=5747508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691950452 Pending DE1950452B2 (de) | 1969-10-07 | 1969-10-07 | Schwerkraftkompensierte linearbeschleunigungsgeber |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3712109A (de) |
JP (1) | JPS514672B1 (de) |
DE (1) | DE1950452B2 (de) |
GB (1) | GB1261479A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2389895A1 (de) * | 1975-08-08 | 1978-12-01 | Minnesota Mining & Mfg |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4033635A (en) * | 1974-03-13 | 1977-07-05 | Fabrica Espanola Magnetos, S.A. | Electronic control devices applicable to anti-skid equipment in automobile vehicles |
IL57841A (en) * | 1979-07-19 | 1981-09-13 | Beta Eng & Dev Ltd | Force transducer |
GB2121190B (en) * | 1982-06-02 | 1985-12-11 | Nat Res Dev | Vehicle acceleration or inclination monitoring device |
US4908767A (en) * | 1987-01-16 | 1990-03-13 | Valentine Research, Inc. | Acceleration measuring system |
JPH071207B2 (ja) * | 1988-05-09 | 1995-01-11 | 株式会社日立製作所 | 圧電式物理量検出装置 |
US7552781B2 (en) | 2004-10-20 | 2009-06-30 | Black & Decker Inc. | Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor |
US9475180B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-10-25 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
US8418778B2 (en) | 2010-01-07 | 2013-04-16 | Black & Decker Inc. | Power screwdriver having rotary input control |
US9266178B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-02-23 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
AU2011204260A1 (en) | 2010-01-07 | 2012-06-07 | Black & Decker Inc. | Power screwdriver having rotary input control |
EP2631035B1 (de) | 2012-02-24 | 2019-10-16 | Black & Decker Inc. | Elektrisches Werkzeug |
US10589413B2 (en) | 2016-06-20 | 2020-03-17 | Black & Decker Inc. | Power tool with anti-kickback control system |
CN114313323B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-09-29 | 北京空间机电研究所 | 一种着陆器触地模拟试验中重力环境的评价方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3094877A (en) * | 1961-04-27 | 1963-06-25 | Sperry Rand Corp | Acceleration measuring apparatus |
US3545285A (en) * | 1967-08-14 | 1970-12-08 | Massachusetts Inst Technology | Acceleration measurement system |
-
1969
- 1969-10-07 DE DE19691950452 patent/DE1950452B2/de active Pending
-
1970
- 1970-10-05 GB GB47211/70A patent/GB1261479A/en not_active Expired
- 1970-10-05 US US00077988A patent/US3712109A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-10-07 JP JP45087571A patent/JPS514672B1/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2389895A1 (de) * | 1975-08-08 | 1978-12-01 | Minnesota Mining & Mfg |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3712109A (en) | 1973-01-23 |
DE1950452B2 (de) | 1971-09-09 |
JPS514672B1 (de) | 1976-02-13 |
GB1261479A (en) | 1972-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1950452A1 (de) | Schwerkraftkompensierter Linearbeschleunigungsgeber | |
EP0006636B1 (de) | Vorrichtung zum Messen von Beschleunigungen an schwingenden Körpern | |
DE2707047B2 (de) | Anordnung zur Erfassung des Schleuderns oder Gleitens der Räder von lauf achsenlosen Schienentriebfahrzeugen | |
DE19703903A1 (de) | Lenkwinkelsensor | |
DE19539722A1 (de) | Magnetowiderstandstyp-Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Änderung eines Magnetfeldes | |
DE19507304B4 (de) | Magnetfelddetektor | |
DE3345712A1 (de) | Magnetometer mit zeitverschluesselung zur messung von magnetfeldern | |
DE3704209A1 (de) | Beschleunigungssensor | |
DE2332110C3 (de) | Berührungsfreies Meßsystem zur Leistungsmessung | |
DE2554519A1 (de) | Antriebsvorrichtung fuer einen rotor | |
DE1481596A1 (de) | Verfahren zum Spurfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens | |
DE19633269A1 (de) | Sensor zur Messung von Gier-, Nick- und/oder Wankbewegungen | |
DE2709156A1 (de) | Einrichtung zur anzeige von beschleunigungswerten | |
CH627868A5 (de) | Schaltungsanordnung fuer elektronische ge-schwindigkeitsmessung. | |
DE2916103A1 (de) | Anordnung zur ermittelung der beschleunigung einer einrichtung | |
DE2008403C3 (de) | ||
DE1936602A1 (de) | Impulsfrequenzmesser | |
EP0071784B1 (de) | Kreiselgerät mit einem bandaufgehängten Meridiankreisel | |
DE2401363A1 (de) | Einrichtung zur wegmessung auf schienenfahrzeugen | |
DE1189296B (de) | Anordnung zum Bestimmen des Beschleunigungswertes von eine geneigte Messstrecke durchlaufenden Eisenbahnwagen | |
DE2911851C2 (de) | Laser-Drehgeschwindigkeitsmeßanordnung | |
DE2942442A1 (de) | Ueberwachungseinrichtung fuer drehzahlgeber | |
EP0440916A1 (de) | Schaltungsanordnung zur Signalaufbereitung bei Raddrehzahlgebern von Fahrzeugen | |
DD239057A1 (de) | Regleranordnung zur positionierung schwach gedaempfter mechanischer regelstrecken von mehrmassensystemen | |
DE1523161C (de) | Anordnung zur Messung der Relativ geschwindigkeit eines Fluids |